软固结磨粒群加工方法及材料去除特性的分析

为了解决高硬度模具自由曲面光整技术难点,提出一种软固结磨粒群加工新方法(Softness consolidation abrasives,SCA)。所谓软固结磨粒群,特指由高聚物黏结剂黏结于气压砂轮基体表面的磨粒群体,其宏观上不像游离磨粒那样可自由移动,而微观上每个磨粒均受到黏结剂在各个方向的弹性支撑。结合层间弹性力学体系分析,讨论双层弹性体中(橡胶基体层-磨粒层)的力穿越问题,得到表层单颗磨粒的切削力学模型。建立基于应力修正的Preston方程,解决柔性基体供力时存在的应力滞后问题。根据磨粒硬度特性进行系数修正,给出材料去除经验公式。对磨粒群的切削力和速度进行数值模拟,建立材料去除的定量预估模型。总结高效光整加工的配比条件,并通过针对激光强化模具表面的光整试验,验证修正后的Preston方程的准确性。